河北省承德市2023-2024学年高二上学期期末考试物理试题

试卷更新日期：2024-01-29 类型：期末考试

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一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。

1. 我国早在宋代就发明了火箭。假设一初始静止的火箭总质量为M，喷出气体的质量为m、速度大小为v，则火箭的速度大小可表示为（）

A、 $\frac{m v}{M - m}$ B、 $\frac{m v}{M + m}$ C、 $\frac{2 m v}{M - m}$ D、 $\frac{M v}{M - m}$

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2. 关于磁感线与电场线的描述，正确的是（）

A、电场线一定是直线 B、磁感线一定是闭合的 C、磁感线是电荷的运动轨迹 D、电场线是实际上存在的

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3. 下列现象中，属于光的折射的是（）

A、湖中倒影 B、小孔成像 C、插入水中部分的筷子看上去弯了 D、日食

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4. 钓鱼者小张使用的鱼漂在水面沿x轴做简谐运动的图像如图所示，下列描述正确的是（）

A、 $t = 1 s$ 时，鱼漂的速度为零，加速度为正向最大值 B、 $t = 2 s$ 时，鱼漂的速度为负，加速度为零 C、 $t = 3 s$ 时，鱼漂的速度为负向最大值，加速度为零 D、 $t = 4 s$ 时，鱼漂的速度为正，加速度为正向最大值

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5. 若在未来科学家发现了磁单极子，其周围存在均匀辐射磁场且磁感应强度大小满足 $B = \frac{k}{r}$ ， r为空间某点与磁单极子的距离。如图所示，质量为m、半径为R的圆环通有恒定的电流I时恰好能水平静止在N极磁单极子正上方H处，已知重力加速度大小为g，则（）

A、静止时圆环中没有电流 B、静止时圆环沿其半径方向有扩张的趋势 C、若将圆环向上平移一小段距离后由静止释放，则圆环下落到初始静止位置时加速度最大 D、静止时圆环中的电流 $I = \frac{m g (H^{2} + R^{2})}{2 π k R^{2}}$

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6. 由同一信号源带动的两个相同的扬声器分别放置在两直角边的端点，声波频率为17Hz、振幅是5mm、波速是340m/s，两直角边长分别为40m、20m，则直角顶点O处声波的振幅是（）

A、0 B、5mm C、10mm D、20mm

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7. 城市施工时，为了避免挖到铺设在地下的导线，需要在施工前用检测线圈检测地下是否铺设导线。如图所示，若地下有一条沿着东西方向的水平直导线，导线中有电流通过。现用一闭合的检测线圈来检测，俯视检测线圈，下列说法正确的是（）

A、若线圈静止在导线正上方，当导线中通过不断变化的电流时，线圈中会产生感应电流 B、若线圈由北向南沿水平地面通过导线上方，感应电流的方向先顺时针后逆时针 C、若线圈在导线正上方由西向东水平运动，检测线圈受到的安培力为零 D、若线圈由北向南水平运动，检测线圈所受安培力方向一直向正北

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二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

8. 关于电磁波谱，下列说法正确的是（）

A、X射线可用于广播 B、 $γ$ 射线是波长最短的电磁波 C、紫外线的频率比紫光的高 D、长波可以摧毁病变的细胞

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9. 一列沿x轴方向传播的简谐横波在 $t = 0$ 时刻的波形如图所示，波上有两质点P、Q，P质点的平衡位置坐标为 $x_{P} = 1 m$ ， Q质点的平衡位置坐标为 $x_{Q} = 2.5 m$ ，质点P的振动频率为 $1 H z$ ，则下列说法正确的是（）

A、如果此时质点Q正在向y轴负方向振动，这列波的传播方向为x轴正方向，波速为 $4 m / s$ B、该波能很容易绕过尺寸为 $1.5 m$ 的障碍物继续传播 C、如果该波沿x轴正方向传播，在 $t = 0.375 s$ 时质点Q到达波峰 D、无论该波向哪个方向传播，平衡位置位于 $x = 4.5 m$ 的质点与Q质点的位移始终相同

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10. 回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频交流电源相连接的两个D形金属盒，两盒间的狭缝中有周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能被加速，两个D形金属盒中有垂直于盒面、磁感应强度大小为B的匀强磁场。如图所示，两D形盒间的狭缝很小，粒子穿过狭缝的时间可忽略，两D形盒接在电压为U、频率为f的交流电源上，若A处粒子源产生的质子在回旋加速器中被加速，则下列说法正确的是（）

A、A处粒子源产生的质子在磁场中运动的周期和高频交流电的周期不相等 B、若只增大交流电压U，则质子从回旋加速器中射出时的动能变大 C、若只增大D形盒的半径，则质子从回旋加速器中射出时的动能变大 D、若D形盒中磁感应强度大小B增大，则其所接交流电频率必须增大才能使装置正常工作

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三、非选择题：共54分。

11. “祖冲之”实验小组用可拆变压器探究“变压器的电压与匝数的关系”。

(1)、（多选）以下给出的器材中，本实验需要用到的是____．

A、干电池 B、学生电源 C、电流表 D、多用电表

(2)、关于本实验，下列说法正确的是____。

A、为确保实验安全，实验中要求原线圈匝数小于副线圈匝数 B、因为使用的电压较低，所以通电时可直接用手接触裸露的导线 C、实验时可以保持原线圈电压、匝数不变，改变副线圈的匝数，探究副线圈匝数对副线圈电压的影响 D、变压器开始正常工作后，通过铁芯导电将电能从原线圈传递到副线圈

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12. 某中学实验探究小组用如图甲所示的装置来做“用双缝干涉测量光的波长”的实验。
甲

(1)、将实验仪器按要求安装在光具座上，如图甲所示，则在甲图中1、2处分别应该安装的器材是____。

A、1处为单缝、2处为双缝 B、1处为单缝、2处为滤光片 C、1处为滤光片、2处为单缝 D、1处为双缝、2处为单缝

(2)、单色光照射双缝得到的干涉条纹如图乙所示，分划板在图中A、B位置时游标卡尺示数也在图乙中给出。
乙
①分划板在图中A位置时游标卡尺的示数为 $x_{A} =$ $m m$ ，在B位置时游标卡尺的示数为 $x_{B} =$ $m m$ ，相邻两亮条纹间距 $Δ x =$ $m m$ ；
②若双缝间距 $d = 0.4 m m$ ，双缝到光屏间的距离 $L = 60 c m$ ，由公式 $Δ x =$ ，该单色光的波长 $λ =$ $m$ 。

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13. 在倾角 $θ = 37 °$ 的绝缘斜面上有一质量 $m = 1 k g$ 、电荷量 $q = - 2 C$ 的滑块以速度v向下恰好做匀速直线运动，空间存在垂直纸面向里、大小为 $5 T$ 的匀强磁场B，取重力加速度大小 $g = 10 m / s^{2}$ ，滑块与斜面间的动摩擦因数 $μ = 0.2 ， s i n 37 ° = 0.6$ ，求：

(1)、滑块受到的洛伦兹力F；

(2)、速度v的大小。

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14. 质量 $m = 1 k g$ 的小球a与质量 $M = 2 k g$ 的小球b静止于光滑水平桌面上，桌面高 $h = 0.45 m$ 、长 $L = 1 m$ ，现给小球a一水平向右、大小为 $6 N \cdot s$ 的瞬时冲量I，两小球发生弹性碰撞，碰撞时间极短，取重力加速度大 $g = 10 m / s^{2}$ ，两小球都看成质点，求：

(1)、碰后瞬间小球a的速度v；

(2)、小球b落到水平地面瞬间的动能 $E_{k}$ ；

(3)、两小球在地面的落点之间的距离d。

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15. 边长 $L = 2 m$ 、质量 $m = 0.1 k g$ 、电阻 $R = 4 Ω$ 的正方形线框cdef以速度 $v = 6 m / s$ 沿倾角 $θ = 30 °$ 的光滑斜面向上运动，在斜面上方有垂直斜面向下的匀强磁场区域，其宽度 $D = 2.5 m ， B = 0.5 T$ ，取重力加速度大小 $g = 10 m / s^{2}$ ， cf边与磁场边界平行，当cf边刚进入磁场区域时，在cf边加一沿斜面向上、大小为 $1 N$ 的拉力F，线框恰好可做匀速直线运动，当线框完全进入磁场时撤去F。

(1)、求线框刚开始运动时，cf边离磁场区域下边界的距离d；

(2)、判断cf边能否通过磁场区域上边界；

(3)、求线框产生的焦耳热Q。

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